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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine selbstabgleichende Bandpassfilterungsvorrichtung
in einem Sende-Empfangsgerät
von Mikrowellensignalen, welche insbesondere verwendet wird, um
ein drahtloses digitales Hausnetz zu entfalten. Ein Netz dieser
Art beruht auf der Übertragung
und dem Empfang von Informationen über Radiofrequenzen des Typs
Hyperfrequenzen.
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Aus
der britischen Patentanmeldung
GB
2335100 ist gemäß dem Stand
der Technik eine Vorrichtung bekannt, durch die ein Schmalbandpassfilter
auf die Frequenz des einfallenden, einem vorgegebenen Empfangskanal
entsprechenden Signals kontinuierlich abgestimmt werden kann. Dieses
zwischen einem rauscharmen Verstärker
und einem Mischer angeordnete Filter ermöglicht es, das aus dem Verstärker stammende Abbildungsspektrum
zu unterdrücken,
und vermeidet somit den Einsatz eines Mischers mit Abbildungsspektrumsunterdrückung, dessen
Einstellung schwieriger ist. Das Filter muss folglich durch ein
schmales Frequenzband gekennzeichnet sein, das dem notwendigen Frequenzband
des zu übertragenden
Kanals entspricht. Die Frequenzinformation, mit der das Filter eingestellt
werden kann, wird vor dem Filter über einen Koppler abgegriffen,
so dass das Filter von der eventuellen Frequenzdrift des einfallenden
Signals geregelt wird und somit sein schmales Frequenzband nicht
verlässt.
Die Regelung des Filters auf jedem Kanal kann jedoch nur durch Vorkenntnis
der von der Vorrichtung empfangenen Frequenz erfolgen. Die in dieser
Patentanmeldung beschriebene Vorrichtung ist somit nur im Fall einer
bereits hergestellten Verbindung einsatzfähig.
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Die
EP-A-668 656 (Sharp) betrifft eine Hochfrequenzvorrichtung mit einer
Tunerschaltung mit einem Paar von Bandpassfiltern, das Auswahlschaltern
zugeordnet ist, wodurch ein Hochbandempfangmodus und ein Tiefbandempfangmodus
bestimmt werden. Die Auswahlmittel dieser Schalter stammen aus einer
Steuerschaltung 17 und hängen
von der Frequenz des auszuwählenden
Signals ab.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine selbstabgleichende Bandpassfilterungsvorrichtung
in einem Sender und/oder Empfänger
von Mikrowellensignalen gelöst,
wobei der Empfänger
mit einer Antenne für den
Empfang von Mikrowellensignalen verbunden ist, die an den Eingang
eines rauscharmen Verstärkers
angeschlossen ist, wobei ein Mischer zum einen das Ausgangssignal
des rauscharmen Verstärkers
und zum anderen das Signal eines Frequenzsynthesizers empfängt, dadurch
gekennzeichnet, dass die selbstabgleichende Filterungsvorrichtung
vor dem Verstärker
zum einen mindestens ein Filtermittel mit mindestens zwei verschiedenen
Frequenzbändern
und zum anderen Mittel zur Auswahl entweder eines Filtermittels
oder eines der Frequenzbänder
in Abhängigkeit
von der Frequenz des zu empfangenden Signals umfasst.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfassen die Filtermittel zwei Filter und
die Auswahlmittel ein Paar Mikrowellenschalter, die hochfrequent
zwischen zwei Zuständen
umschaltbar und auf der einen und der anderen Seite von jedem Bandpassfilter
angeordnet ist, so dass in einem ersten Zustand des Schalterpaars das
von der Antenne empfangene Signal von dem ersten Filter gefiltert
wird und in einem zweiten Zustand des Schalterpaars das von der
Antenne empfangene Signal von dem zweiten Filter gefiltert wird.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit sind die zwei Filter jeweils für die Filterung
eines ersten Frequenzbandes und eines zweiten Frequenzbandes bestimmt.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfassen die Filtermittel ein Filter mit Mikrostreifenleitungen,
bei dem jede Mikrostreifenleitung durch die Schaltmittel in zwei
getrennte Abschnitte geteilt ist, wobei jeder erste und zweite Abschnitt
der Mikrostreifenleitungen eine bestimmte Länge aufweist, damit das Filter
auf ein erstes Frequenzband abgestimmt wird, wenn die Schaltmittel
durch Kopplung zwischen Mikrostreifenleitungen den Durchgang des
lediglich in dem ersten Abschnitt empfangenen Signals zulassen,
und das Filter auf das zweite Frequenzband abgestimmt wird, wenn
die Schaltmittel durch Kopplung zwischen Mikrostreifenleitungen
den Durchgang des Signals in dem ersten und in dem zweiten Abschnitt
zulassen.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit wird der Wechsel des Zustandes der Schalter
der Auswahlmittel durch ein dem Frequenzsynthesizer zugeordneten
Steuerungsmittel ausgelöst,
so dass das Steuerungsmittel ein Signal abgibt, um die Schalter
in den ersten Zustand zu versetzen, wenn die von dem Frequenzsynthesizer vorgegebene
Frequenz in einem ersten Frequenzband B1 der Filtermittel enthalten
ist, und das Steuerungsmittel ein Signal abgibt, um die Schalter
in den zweiten Zustand zu versetzen, wenn die von dem Frequenzsynthesizer
vorgegebene Frequenz in einem zweiten Frequenzband B2 der Filtermittel
enthalten ist.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfasst das Steuerungsmittel einen Komparator,
von dem ein erster Eingang über
eine Pufferstufe mit dem Frequenzsynthesizer verbunden ist, um die
in eine Spannung umgewandelte Abbildung der von dem Frequenzsynthesizer
erzeugten Frequenz zu empfangen, und von dem ein zweiter Eingang
eine bestimmte Referenzspannung empfängt.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfasst das Steuerungsmittel einen Komparator,
von dem ein erster Eingang mit einer Verarbeitungsschaltung verbunden
ist, die dazu bestimmt ist, eine in eine Spannung umgewandelte Abbildung
entweder der von dem spannungskontrollierten Oszillator erzeugten
Frequenz oder der Frequenz des von der Antenne empfangenen Mikrowellensignals
zu liefern.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfasst die Verarbeitungsschaltung einen Phase-Frequenz-Komparator,
von dem ein erster Eingang ein von einem Festfrequenzoszillator
erzeugtes Signal empfängt,
der zweite Eingang des Phase-Frequenz-Komparators
mit einem Schalter verbunden ist, der von dem Mikroprozessor gesteuert
ist, der den Anschluss des zweiten Eingangs entweder in einer ersten
Position an den Ausgang des spannungskontrollierten Oszillators
oder in einer zweiten Position an einen Koppler, der eine Abbildung
der Frequenz der an der Antenne empfangenen Signale liefert, ermöglicht,
wobei der zweite Eingang des Komparators eine bestimmte Referenzspannung
erhält.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfasst jeder Schalter ein Paar von in Serie
geschalteten schnellen Dioden, derart dass ein erstes Paar von Dioden
zwischen der Antenne und den zwei Filtern geschaltet ist und das
zweite Paar von Dioden zwischen dem rauscharmen Verstärker und
den zwei Filtern geschaltet ist.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit ist die Anode der ersten Diode, die über ihre
Kathode mit dem ersten Filter verbunden ist, und die Kathode der
zweiten Diode, die über
ihre Anode mit dem zweiten Filter des ersten beziehungsweise des
zweiten Paars von Dioden verbunden ist, zum einen an die Antenne
beziehungsweise an den Eingang des rauscharmen Verstärkers und
zum anderen über
die zwei dann jeweils eine Drossel umfassenden Verbindungen an den
Ausgang des Komparators angeschlossen sind, wobei die Kathode der ersten
Diode und die Anode der zweiten Diode jedes Paars von Dioden ebenfalls
an die Masse über
Drosseln angeschlossen sind.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfassen die Mikrowellenschalter jeder Mikrostreifenleitung
des Filters eine Diode, die zwischen den zwei Mikrostreifenleitungsabschnitten
in Serie geschaltet sind, wobei die Kathode jeder Diode an einem
ersten Ende des ersten Mikrostreifenleitungsabschnitts angebracht
ist, dessen zweites Ende an die Masse angeschlossen ist, und die
Anode jeder Diode an ein erstes Ende des zweiten Mikrostreifenleitungsabschnitts
angeschlossen ist, dessen zweites Ende an den Ausgang des Steuerungsmittels angeschlossen
ist.
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Im
Gegensatz zu der in der Patentanmeldung
GB 2 335 100 beschriebenen Vorrichtung
braucht die erfindungsgemäße Vorrichtung
somit nicht der Frequenzdrift des Sendekanals zu berücksichtigen,
da die Bandbreite der zwei verwendeten Filter viel breiter ist als
die Bandbreite des Sendekanals. In dem zur Verdeutlichung betrachteten
Beispiel beträgt
die Bandbreite eines Sendekanals nämlich 20 MHz, während das
Frequenzband von B1 200 MHz und das Frequenzband von B2 155 MHz
beträgt.
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Die
Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteile wird anhand der Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen besser verständlich.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Übersicht
eines Systems zum Empfang der Mikrowellensignale, mit der erfindungsgemäßen selbstabgleichenden
Filterungsvorrichtung,
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2 eine
Variante der Mittel zur Auswahl der Filter der erfindungsgemäßen selbstabgleichenden
Vorrichtung,
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3 eine
Variante einer Ausführungsform
der Mittel zum Umschalten der Filter der erfindungsgemäßen selbstabgleichenden
Vorrichtung,
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4A und 4B eine
zweite Ausführungsvariante
der Filter der erfindungsgemäßen selbstabgleichenden
Vorrichtung sowie geeignete Auswahlmittel.
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Nachfolgend
wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Bezug auf 1 beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird beispielsweise in einem drahtlosen digitalen Hausnetzwerk integriert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann insbesondere entweder in dem Empfangsteil oder in dem Sendeteil
eines bidirektionalen Systems integriert werden, das die Entfaltung
eines drahtlosen Hausnetzwerks wie eines lokalen Hochleistungsradionetzes
ermöglicht,
das speziell entwickelt wird, um Multimediaanwendungen durch ein
hochbitratiges Radiokommunikationssystem (bis zu 54 Mbit/s in einem
Frequenzband von 5 GHz) zu unterstützen. Ein derartiges System
ermöglicht
Verbindungen des Typs Punkt-zu-Punkt oder des Typs Multipunkt-zu-Multipunkt. Spezifische
Frequenzbänder
sind in Europa von der CEPT (Conference Européenne des administrations
des Postes et Telecommunications, Europäische Konferenz der Verwaltung
für Post
und Fernmeldewesen) und in den USA von der F.C.C. (Federal Communication
Commission) zugewiesen worden.
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In
Europa wird das Frequenzband von 5,15 bis 5,35 GHz B1 von 5,47 bis
5,725 GHz B2 genannt.
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Frequenzband
in den USA: 5,15–5,35
GHz und 5,725–5,825
GHz.
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In
den jeweiligen Frequenzunterbändern
weisen die Kanäle
einen Abstand von 20 MHz auf und ihre Mittenfrequenzen sind wie
folgt:
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Der
Empfangsteil eines solchen Systems umfasst in der bekannten Weise
eine Empfangsantenne (1), die das an dem Eingang eines
rauscharmen, üblicherweise
mit LNA (Low Noise Amplifier) bezeichneten Verstärkers (2) empfangene
Mikrowellensignal überträgt. Die
Funktion dieses Verstärkers
(2) besteht darin, das die übertragene Information darstellende
Signal in Bezug auf das ebenfalls von der Antenne erfasste Rauschen
zu verstärken.
Der rauscharme Verstärker
(2) ist typischerweise ein Schmalbandverstärker, der
auf das zu empfangende Frequenzband abgestimmt ist. Am Ausgang des
Verstärkers
(2) wird das verstärkte
Mikrowellensignal an einen Eingang eines Mischers (4) geleitet.
Dieser Mischer (4) empfängt
an einem anderen Eingang ein Signal eines spannungskontrollierten
Oszillators (6), der üblicherweise
mit VCO (Voltage Controlled Oscillator) bezeichnet wird und von
einem Frequenzsynthesizer (5) mit einer PLL (Phase Locked
Loop) (52) gesteuert wird. Der Frequenzsynthesizer (5)
umfasst ebenfalls einen von einem Mikroprozessor (7) gesteuerten
Frequenzteiler (51). Der Frequenzsynthesizer (5)
ermöglicht
die Einstellung der von dem Oszillator erzeugten Frequenz in Abhängigkeit
von der bestimmten Frequenz eines von dem Mikroprozessor (7)
gewählten
Kanal, der den Empfang von Informationen ermöglicht. Der Mischer (4)
liefert dann am Ausgang ein Signal mit einer Zwischenfrequenz, das
die empfangene(n) Information(en) darstellt. Dieses Zwischenfrequenzsignal wird
anschließend
decodiert, um die empfangene(n) Information(en) auszulesen.
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Gemäß dem Sand
der Technik, insbesondere gemäß der britischen
Patentanmeldung
GB 2 335 100 , ist
ein Bandpassfilter zwischen der Antenne und dem rauscharmen Verstärker angeordnet,
um das von dem Verstärker
empfangene Frequenzspektrum zu begrenzen und somit die von dem Verstärker empfangene Quantität des Rauschens
zu begrenzen. Gemäß dem Stand
der Technik liegt das Frequenzband an dem Verstärker folglich mindestens zwischen
der kleinsten zugewiesenen Frequenz und der größten zugewiesenen Frequenz.
In Europa würde
das Frequenzband des vor dem Verstärker angelegten Bandpassfilters
zwischen 5,15 und 5,725 GHz liegen.
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Erfindungsgemäß ist die
Frequenzbandbreite an dem Verstärker
im Beispiel Europas entweder das Frequenzband B1 oder das Frequenzband
B2 in Abhängigkeit
von der Frequenz des an der Antenne empfangenen Signals.
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Die
erfindungsgemäße selbstabgleichende
Filterungsvorrichtung (3) mit unterschiedlichen Frequenzbändern umfasst
somit zwei Filter (31, 32), deren Bandbreite dem
Frequenzband B1 beziehungsweise dem Frequenzband B2 entspricht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
(3) umfasst ebenfalls Auswahlmittel (8, 9, 33, 34),
die es ermöglichen,
entweder das erste Filter (31), dessen Bandbreite dem Frequenzband
B1 entspricht, wenn die Frequenz des zu empfangenden Signals in
dem Frequenzband B1 liegt, oder das zweite Filter (32), dessen
Frequenzband dem Frequenzband B2 entspricht, wenn die Frequenz des
zu empfangenden Signal in dem Frequenzband B2 liegt, zu verwenden.
Die Auswahlmittel umfassen zwei Schalter (33, 34),
die es ermöglichen,
entweder das erste Filter (31) oder das zweite Filter (32)
zwischen der Antenne (1) und dem rauscharmen Verstärker (2)
anzuschließen.
Diese zwei Schalter (33, 34) sind durch Steuerungsmittel
(8, 9) gesteuert, die dem Frequenzsynthesizer
(5) zugeordnet sind. Diese Steuerungsmittel umfassen einen
Komparator (8), der an einem ersten Eingang (81)
eine von der PLL (52) erzeugten Spannung (VPLL)
erhält.
Diese Spannung (VPLL) entspricht in Wirklichkeit
der in eine Spannung umgewandelten Abbildung der von dem Frequenzsynthesizer
(5) dem spannungskontrollierten Oszillator (6)
vorgegebenen Frequenz. Die Information über die Frequenz des zu empfangenden
Signals wird somit durch diese Spannung (VPLL)
gebildet. Der Komparator (8) erhält an einem zweiten Eingang
(82) eine Referenzspannung (Vref). Das Ergebnis des Vergleichs
zwischen der Referenzspannung (Vref) und der der Abbildung der dem
Oszillator (6) vorgegebenen Frequenz entsprechenden Spannung
erzeugt ein Steuerungssignal an dem Ausgang des Komparators (8).
Der Ausgang des Komparators (8) ist über zwei Verbindungen (83, 84)
an die jeweiligen Steuerungseingänge
der zwei Schalter (33, 34) angeschlossen. Das
Steuerungseingang ist derart, dass es eine Umschaltung der Schalter
(33, 34) auf das erste Filter (31) bewirkt,
wenn die die Abbildung der dem Oszillator (6) vorgegebenen
Frequenz darstellende Spannung (VPLL) einer
in dem Frequenzband B1 enthaltenen Frequenz entspricht. Wenn das
Steuerungssignal hingegen derart ist, dass die die Abbildung der
dem Oszillator (6) vorgegebenen Frequenz darstellende Spannung
einer in dem Frequenzband B2 enthaltenen Frequenz entspricht, bewirkt
das Steuerungssignal eine Umschaltung auf das zweite Filter (32).
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
(3) umfasst eine Aufbereitungsschaltung (9) (in
Englisch: buffer), die an den ersten Eingang (81) des Komparators
(8) angeschlossen ist. Die Funktion der beispielsweise
durch einen Verstärker
gebildeten Aufbereitungsschaltung (9) besteht darin, die
von der PLL (52) erzeugte Spannung (VPLL)
aufzubereiten, bevor sie an den Komparator angelegt wird.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wie folgt. Zwei Fälle
können
auftreten.
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In
einem ersten Fall ist eine Verbindung bereits auf einem Kanal hergestellt,
dessen Frequenz in einem der zugewiesenen Frequenzbänder B1
oder B2 enthalten ist. Aus irgendeinem Grund, beispielsweise wegen zu
starker Interferenzen auf dem Kanal oder zur Herstellung einer Verbindung
mit einem anderen Sender, wird das an der Antenne empfangene Mikrowellensignal
ein Signal enthalten, das eine Kanalwechselsteuerung bewirkt. Das
Auslesen dieser Information aus dem empfangenen Signal wird die
Aussendung eines Befehls von dem Mikroprozessor (7) zu
dem Frequenzsynthesizer (5) bewirken, um die von dem Oszillator
(6) erzeugte Frequenz zu verändern, damit er sich auf die
Frequenz des angeforderten Kanals aufhängt. Wenn die Frequenz des
neuen Kanals in demselben Frequenzband enthalten ist wie die Frequenz
des vorigen Kanals wird die von der PLL (52) erzeugte Spannung
(VPLL) zu keiner Veränderung des an dem Ausgang
des Komparators (8) erzeugten Steuerungssignals führen. Die
Schalter (33, 34) wechseln ihren Zustand folglich
nicht und dasselbe Filter bleibt angeschlossen. Wenn die Frequenz
des neuen Kanal hingegen in einem Frequenzband enthalten ist, das
ein anderes ist als dasjenige des vorigen Kanals, führt die
von der PLL (52) erzeugte Spannung (VPLL)
zu einer Veränderung
des an dem Ausgang des Komparators (8) erzeugten Steuerungssignals.
Die Schalter (33, 34) wechseln folglich ihren
Zustand, um den Verstärker
LNA (2) an das Filter anzuschließen, das dem Frequenzband entspricht,
in dem die Frequenz des neuen Kanals liegt.
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In
dem zweiten Fall steht das drahtlose digitale System mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
unter Spannung, hat aber noch keine Verbindung hergestellt. In diesem
Fall wird ein Initialisierungsprozess von dem Mikroprozessor (7)
ausgelöst,
so dass dieser alle Kanäle
der zugewiesenen Frequenzbänder
systematisch kontrolliert, um eine Trägerwelle zu decodieren, welche
anzeigt, dass eine Information übertragen
wird. Hierzu wird der Mikroprozessor (7) den Frequenzsynthesizer
(5) steuern, um alle verfügbaren Kanäle abzutasten angefangen mit
einem vorbestimmten Kanal, beispielsweise angefangen mit der niedrigsten
Frequenz. Jeder Kanal wird während
einer bestimmten Dauer ausgewählt,
um zu prüfen,
ob ein Träger
auf dem Kanal empfangen wird. Während
dieses Prozesses des Abtastens der Frequenzen der Kanäle bewirkt
der Komparator (8) somit keinen Zustandswechsel der Schalter
(33, 34), solange die Frequenz des neuen ausgewählten Kanals
in demselben Frequenzband liegt wie die Frequenz des zuvor getesteten
Kanals. Anderenfalls bewirkt der Komparator, wie in dem vorigen
Fall beschrieben, den Anschluss an das geeignete Filter. Der Abtastprozess
endet, sobald ein Träger
auf einem der sukzessive ausgewählten
Kanäle
decodiert ist.
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2 zeigt
eine Variante der Mittel zum Auswählen der Filter der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der wesentliche Unterschied zwischen der in 1 dargestellten
Variante und der in 2 dargestellten Ausführungsvariante
besteht in der für
den Wechsel des Schalterzustandes verwendeten Information. Gemäß 1 ist
die verwendete Information somit direkt die von dem Synthesizer
zur Steuerung des Oszillators erzeugte Kontrollspannung. Gemäß der in 2 dargestellten
Variante ist die verwendete Information entweder die Frequenz des
Oszillators (6) oder die Frequenz des von der Antenne erfassten
Mikrowellensignals. Die Verwendung der einen oder der anderen Information
ist durch einen von dem Mikroprozessor (7) erzeugten Befehl bestimmt.
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Die
Vorrichtung gemäß der in 2 dargestellten
Variante umfasst somit eine Verarbeitungsschaltung (35),
deren Funktion darin besteht, die als Steuerungsinformation verwendete
Frequenz in eine Spannung umzuwandeln, die an den ersten Eingang
(81) des Komparators (8) angelegt wird. Diese
erste Schaltung umfasst einen Phase-Frequenz-Komparator (351), von dem ein
erster Eingang ein von einem Festfrequenzoszillator (350)
erzeugtes Signal empfängt.
Der zweite Eingang des Phase-Frequenz-Komparators (351)
ist mit einem Schalter (36) verbunden, der von dem Mikroprozessor
(7) gesteuert ist, der den Anschluss des zweiten Eingangs
entweder in einer ersten Position (P1) an den Ausgang des spannungskontrollierten
Oszillators (6) oder in einer zweiten Position (P2) an
einen Koppler (37), der eine Abbildung der Frequenz der
an der Antenne (1) empfangenen Signale liefert, ermöglicht.
An seinem Ausgang erzeugt der Phase-Frequenz-Komparator (351) über ein
Tiefpassfilter (352) eine Steuerungsspannung an dem ersten
Eingang (81) des Komparators (8). Wenn der von
dem Mikroprozessor (7) gesteuerte Schalter (36)
sich in der ersten Position (P1) befindet, liefert somit die Verarbeitungsschaltung
(35) an dem ersten Eingang (81) des Komparators
(8) die Abbildung der in eine Spannung umgewandelten Frequenz
des von dem spannungskontrollierten Oszillators (6) erzeugten
Mikrowellensignals, um bei der Festlegung einer Wahl das Aufhängen des
selbstabgleichenden Filters (31 bis 34) auf ein
den von dem Mikroprozessor (7) gewählten Kanal enthaltendes Frequenzband
zu steuern. Wenn der von dem Mikroprozessor (7) gesteuerte
Schalter (36) sich in der zweiten Position (P2) befindet,
liefert die Verarbeitungsschaltung (35) an dem ersten Eingang
(81) des Komparators (8) die Abbildung der in
eine Spannung umgewandelten Frequenz des von der Antenne empfangenen
Mikrowellensignals, um bei einem Kanalwechsel das Aufhängen des
selbstabgleichenden Filters (31 bis 34) auf das
diesen Kanal enthaltende Frequenzband zu steuern.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der in 2 dargestellten
Ausführungsvariante
ist leicht anders als diejenige der Vorrichtung gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsvariante.
Die zwei bestimmten Fälle
sind in der Variante der 2 dargestellt, werden aber unterschiedlich
behandelt. In dem ersten Fall, in dem die Verbindung bereits hergestellt
ist, kippt der Mikroprozessor (7) den Schalter (36)
auf die zweite Position (P2). In dieser Position erhält der Komparator
(8) an seinem ersten Eingang eine Spannung, die der Abbildung
der Frequenz der an der Antenne empfangenen Signale entspricht.
Wenn in dem zuvor erläuterten Fall
ein Kanal mit einer unterschiedlichen Frequenz ausgewählt wird,
wird der Koppler (37) der Frequenzveränderung des Signals, die dem
Kanalwechsel entspricht, folgen. Wenn die Frequenz des neuen Kanals
nicht in demselben Frequenzband wie der vorige Kanal liegt, wird
der Komparator folglich ein Steuerungssignal zum Umschalten von
einem Filter zum anderen erzeugen.
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In
dem zweiten Fall, in dem das System unter Spannung steht, wird die
Initialisierungsphase des Mikroprozessors (7) mit der Aussendung
eines Steuerungssignals an den Schalter (36) beginnen,
damit dieser in die erste Position P1 kippt. In dieser Position
ist die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der Variante der 2 im
Wesentlichen dieselbe wie bei der Vorrichtung der 1,
außer
dass der Komparator (8) die von dem Frequenzsynthesizer
(5) an den Oszillator (6) gesendete Steuerungsspannung
nicht direkt erhält,
sondern die in eine Spannung umgewandelte Abbildung der sukzessiven,
von dem spannungskontrollierten Oszillator (6) erzeugten
Frequenzen empfängt.
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3 stellt
eine Variante der Schalter dar. Gemäß dieser Variante umfasst jeder
Schalter (33, 34) ein Paar von in Serie geschalteten
Dioden (33.1, 33.2, 34.1, 34.2)
beispielsweise des Typs PIN (P intrinsisch N). Das erste Diodenpaar
(33.1, 33.2) entspricht dem zwischen der Antenne
(1) und den beiden Filtern (31, 32) geschalteten
Schalter, und das zweite Diodenpaar (34.1, 34.2)
entspricht dem zwischen dem rauscharmen (1) Verstärker (LNA)
und den zwei Filterns (31, 32) geschalteten Schalter.
Die Anode der ersten Diode (33.1 beziehungsweise 34.1)
und die Kathode der zweiten Diode (33.2 beziehungsweise 34.2)
des ersten beziehungsweise des zweiten Diodenpaars sind zum einen
an die Antenne (1) beziehungsweise an den Eingang des rauscharmen
Verstärkers
(LNA) und zum anderen an den Ausgang des Komparators (8) über die
zwei Verbindungen (83, 84) angeschlossen, die
dann jeweils eine Drossel (830, 840) umfassen.
Die Kathode der ersten Diode (33.1 beziehungsweise 34.1)
ist zum einen mit dem ersten Filter (31) und die Anode
der zweiten Diode (33.2 beziehungsweise 34.2)
jedes Diodenpaars ist zum anderen mit dem zweiten Filter (32)
angeschlossen; schließlich
ist jede Diode ebenfalls mit der Masse über Drosseln verbunden. Wenn
der Komparator (8) somit eine positive Spannung (+V) an
dem Ausgang abgibt, sind die ersten Dioden (33.1, 34.1)
jedes Diodenpaars vorwärtspolarisiert,
während
die zweiten Dioden (33.2, 34.2) jedes Diodenpaars
rückwärtspolarisiert
sind. Es wird folglich das erste zwischen den ersten Dioden (33.1, 34.1)
jedes Diodenpaars angeschlossene Filter (31) ausgewählt. Wenn
der Komparator (8) an dem Ausgang eine negative Spannung
(–V) abgibt,
sind die zweiten Dioden (33.2, 34.2) jedes Diodenpaars
vorwärtspolarisiert,
während
die ersten Dioden (33.1, 34.1) jedes Diodenpaars
rückwärtspolarisiert
sind. Es wird folglich das zweite zwischen den zweiten Dioden (33.2, 34.2)
jedes Diodenpaars angeschlossene Filter (32) ausgewählt.
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Die 4A und 4B stellen
eine Ausführungsvariante
der Filter der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie die geeigneten Auswahlmittel dar. In dieser Ausführungsvariante
sind die Filter (31, 32) interdigitierten Typs
und bestehen aus Mikrostreifenleitungen (301) bestimmter
Länge,
von denen ein erstes Ende (303) ein an die Masse angeschlossenes
metallisiertes Loch aufweist. Nach diesem Prinzip verringert man
den Wert der Mittenfrequenz der Filterabstimmung, indem man die
Länge L
jeder Mikrostreifenleitung (300) um eine bestimmte Länge L1 verlängert. Die
zwei in den in 1 bis 3 dargestellten
Varianten verwendeten Filter werden durch ein Filter (30)
mit Mikrostreifenleitungen (300) ersetzt, bei dem jede
Mikrostreifenleitung durch Auswahlmittel (33') in zwei getrennte Abschnitte
(301, 302) geteilt ist. Jeder erste Abschnitt
(301) der Mikrostreifenleitungen (300) weist eine
bestimmte Länge
L auf. Jeder zweite Abschnitt (302) weist eine bestimmte
Länge L1
auf. Die Auswahlmittel (33')
ermöglichen
es, die Länge
des ersten Abschnitts (301) um die Länge L1 des zweiten Abschnitts
(302) zu verlängern
oder nicht zu verlängern.
Die Längen
des ersten und des zweiten Abschnitts (301, 302)
jeder Mikrostreifenleitung sind festgelegt, damit das Filter (30)
auf das zweite zuvor definierte Frequenzband B2 abgestimmt wird,
wenn die Länge
L aller Mikrostreifenleitungen (301) des Filters (30)
lediglich der Länge
L des ersten Abschnitts (301) entspricht. Wenn die Länge aller
Mikrostreifenleitungen (300) des Filters (30)
der Länge
L des ersten Abschnitts (301) zuzüglich der Länge L1 des zweiten Abschnitts
(302) entspricht, ist das Filter (30) auf das
erste, zuvor definierte Frequenzband B1 abgestimmt. Die Auswahl
des ersten (301) oder des ersten und des zweiten Abschnitts
(301, 302) jeder Mikrostreifenleitung (300)
erfolgt durch einen Mikrowellenschalter (33'), der von dem Komparator (8)
gesteuert ist. In dem in der 4B dargestellten
Ausführungsbeispiel
umfasst jeder Mikrowellenschalter (33') eine Diode (33'), die zwischen
den zwei Abschnitten (301, 302) der Mikrostreifenleitungen
in Serie geschaltet ist. Die Kathode jeder Diode (33') ist an einem
ersten Ende des ersten Abschnitts (301) angebracht, dessen
zweites Ende an die Masse angeschlossen ist. Die Anode jeder Diode
(33') ist
an ein erstes Ende des zweiten Abschnitts (302) der Mikrostreifenleitungen
angeschlossen, dessen zweites Ende an den Ausgang des Komparators
(8) beispielsweise über
eine Drossel (830) angeschlossen ist. Wenn der Komparator
an seinem Ausgang eine positive Spannung abgibt, ist somit jede
Diode (33')
vorwärtspolarisiert.
In diesem Fall verwendet das Filter (30) eine Länge von
Mikrostreifenleitungen, die der Länge des ersten Abschnitts (301)
zuzüglich
der Länge
des zweiten Abschnitts (302) entspricht. Folglich ist das
Filter (30) auf das erste Frequenzband B1 abgestimmt. Wenn
der Komparator (8) an seinem Ausgang hingegen eine negative
Spannung abgibt, ist jede Diode (33') rückwärtspolarisiert. In diesem Fall
wird lediglich die Länge
der Mikrostreifenleitungen, die lediglich der Länge des ersten Abschnitts (301)
entspricht, verwendet. Folglich ist das Filter (30) auf
das zweite Frequenzband B2 abgestimmt. Selbstabgleichende, auf unterschiedliche
Frequenzbänder
abgestimmte Filter lassen sich somit leicht realisieren.
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Die
Beschreibung wurde in Hinblick auf ihre Anwendung auf das Empfangsteil
vorgenommen. Es wird jedoch Wert darauf gelegt anzugeben, dass die
Vorrichtung der Erfindung ebenfalls für das Sendeteil benutzt werden
kann, in dem es nötig
sein kann, zwischen zwei Filtern mit unterschiedlichen Frequenzbändern umzuschalten,
um die Unterdrückung
des Abbildungsspektrums zu verbessern. Die Erfindung kann ebenso
auf jedes andere Frequenzband angewendet werden einschließlich für Systeme,
die mehr als zwei unterschiedliche Frequenzbänder verwenden.
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Für den Fachmann
muss selbstverständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsformen in zahlreichen
weiteren spezifischen Formen ermöglicht,
ohne sich von dem beanspruchten Anwendungsgebiet der Erfindung zu
entfernen. Die vorliegenden Ausführungsformen
sind demnach als veranschaulichend zu betrachten, können aber
in dem von der Reichweite der beigefügten Ansprüche definierten Umfang abgewandelt
werden.
